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探究工厂核心:SCADA程序和标签的创建

2018年12月19日 10:13:42来源:控制工程网作者:Shady Yehia关键词:SCADA系统
  监控与数据采集(SCADA)系统的设计是为了帮助操作人员发出指令、对报警作出响应、生成报告、以及在工厂车间里完成其他操作。然而,要实现这些,操作员必须要了解SCADA软件的两个主要部分:服务器和客户端。
 
  SCADA服务器负责SCADA的核心功能,例如与控制硬件之间进行数据通讯(直接通讯或通过一个OPC服务器)、画面创建、生成报警、安全保障、数据存储、生成报告以及其他关键功能。客户端负责将SCADA服务器获取的和生成的信息显示出来。客户端同时也将操作员的指令传递给SCADA服务器并显示趋势图和报告。
 
  所有的SCADA服务器软件都具备集成的客户端功能。编程和设置完成之后,用户仅仅需要开启运行模式就可以走开了。只有在出现两台或更多运行工作站或工厂管理层想要隔离服务器的时候才需要额外的客户端许可。
 
  大多数的SCADA供应商提供双重冗余的服务器;只有少数供应商会提供三重冗余的功能。对于客户端来说,客户根据需求想配置多少都可以。客户端可以本地连接或远程连接,或者它们可以通过广域网(WAN)进行连接。它们甚至可以通过互联网作为网页客户端进行连接(请见图1)。
 

SCADA系统

  图1:SCADA服务器负责SCADA的核心功能,例如与控制硬件之间进行数据通讯、画面创建和生成报警等功能等。图片来源:Shady Yehia
 
  创建一套SCADA程序
 
  将XYZ SCADA服务器安装在相同的PC上并且启动软件之后,点击“文件”,然后“新项目”,接着软件会显示出整套内容,看起来非常混乱,和用户曾经体验过的以菜单为主导的软件不同。从屏幕上显示的内容到最终结果的这个过程对于用户来说看起来有些无所适从,但是这种状况是可控制的。有四个关键的步骤需要遵循:
 
  步骤1:定义连接
 
  要连接到任何设备上(或OPC服务器)来进行数据读取/写入,SCADA服务器需要了解两件事:
 
  ●使用什么协议?Modbus串口、DNP3、OPC客户端还是其他的什么?
 
  ●使用什么连接及端口?串行或以太网?以及什么端口?
 
  在本文这个例子中,OPC客户端和软件连接被选定(请见图2)。
 

SCADA系统

  图2:将SCADA服务器安装在相同的PC上并且启动软件之后,它看起来非常混乱,和用户曾经体验过的以菜单为主导的软件不同。
 
  步骤2:定义数据源
 
  从站和服务器的地址是什么?它可以是串行通讯的节点地址;以太网上的IP地址;OPC服务器名;以及使用OPC时的主机IP地址。对于本文的情况,OPC服务器的名字是ABC OPC, 主机的IP是(本地主机),这意味着它和SCADA软件共存于同一台计算机上。
 
  步骤3:定义标签
 
  在SCADA服务器中,标签是信息的占位符;它们和OPC的项目类似,除了那些可以使用的内部标签(例如SCADA脚本计算的结果)以及外部标签(来自PLC或OPC服务器的信息)。
 
  每一个标签都有三个关键的参数:
 
  ●标签名:这个名称会被SCADA系统的所有部分使用来调用存储在该位置的信息;
 
  ●标签地址:这个信息片段在从属设备存储中的位置,或者OPC项目的名称;
 
  ●数据类型:实数型、整数型、布尔型,等等。
 
  在具有SCADA配置名称的标签数据库、标签目录、标签管理或类似的系统中找一个位置。创建一个新标签,输入一个标签名称,例如“罐体温度”,其地址会由OPC服务器来处理;其结果就会像这里显示的一样。
 
  数据类型是实数型(浮点型)还是整数型是由衡量尺度选择以及OPC服务器中使用何种数据类型来决定的。
 
  步骤4:创建显示画面
 
  现在SCADA知道了获取什么信息以及如何获取,那么就该将这些信息显示在屏幕上了。要创建一个新的显示画面,先进入符号库,选取一个罐体的符号、一个仪表的符号,然后将它们放到屏幕上(请见图3)。
 

SCADA系统

  图3:用户也可以用时间以及其他变量作为参照绘制温度值。
 
  从这点上看,对于SCADA软件所能提供的可能性来说,天空才是极限。使用相同的罐体温度标签,用户可以用各种方式显示,并产生各种类型的报警,从而提醒操作员异常情况的发生(包括超过极限、偏差、变化率等等)。用户也可以用时间以及其他变量作为参照绘制温度值。用户可以让操作员感受到过程多样性或者定期存储温度值,这样以后就可以生成报告了。
 
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